Stookprocessen

Stookprocessen is de verzamelnaam voor de fysisch-chemische processen die plaatsvinden bij de verbranding van brandstoffen in een verbrandingsinstallatie, zoals een ketel, boiler of verbrandingskamer. Het doel is om op efficiënte wijze warmte of energie vrij te maken uit de brandstof, terwijl de uitstoot binnen geldende normen blijft.

De verbranding hangt af van het soort brandstof: vaste brandstoffen (bijvoorbeeld kolen, hout of biomassa), vloeibare brandstoffen (olie) en gasvormige brandstoffen (aardgas, biogas). Voor vaste brandstoffen kent men meestal fasen zoals droging van het materiaal, devolatilisatie (het vrijkomen van vluchtige bestanddelen), gasfase-verbranding van deze vluchtige stoffen en uiteindelijk de oxidatie van de overgebleven char. Bij vloeibare en gasvormige brandstoffen verloopt de verbranding doorgaans via verdamping of menging en snelle gasfase-oxidatie in de vlam.

Kernonderdelen van een stookproces zijn onder meer de ontsteking en de vlamvorming, de stoichiometrie en regeling van de luchttoevoer (wel of geen overschot aan lucht), en de warmteoverdracht naar het installatievoertuig of de processtroom. De verbranding wordt sterk beïnvloed door menging, turbulentie, residence time en de temperatuur in de verbrandingszone. Verschillende verbrandingsregimes, zoals gestage, gesteunde of staged verbranding, worden toegepast om de efficiëntie te verhogen en de emissies te beperken.

Emissies vormen een belangrijk aandachtspunt: stikstofoxiden (NOx), zwaveldioxide (SOx), koolmonoxide (CO) en fijn stof zijn mogelijke bijproducten. Beheersmaatregelen omvatten optimale verbranding, luchttoedekking en, waar nodig, aanvullende afvang- en zuiveringsoplossingen zoals luchtafstemming, roetfilters of NOx-reductie. Stookprocessen zijn daarmee een cruciaal aspect van energiewinning, procesindustrie en verwarmingsinstallaties.